力的相互作用和牛顿运动定律
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高一必修一物理公式;1、a=ΔV/Δt,a=Δx/T 2=(X 3+X 4-X 1-X 2)/4T 2=(X 4+X 5+X 6-X 1-X 2-X 3)/6T 22、匀变速直线运动: v=v 0+at,x=v 0t+21at 2,v 2-v 02=2ax ,x=21(v 0+v)×t ,v t/2=v =21(v 0+v) V x/2=21(v 20+v 2)1/2,且V x/2>v t/2 3、自由落体运动:V=gt ,h=21gt 2,v 2=2gh ,21vt=h 4、竖直上抛运动:V=v 0-gt ,h=v 0t -21gt 2,t 上=t 下=v 0/g 5、力的相互作用:G=mg,F=Kx ,F 滑=µF N6、牛顿运动定律:⑴物体静止或匀速直线运动:F 合=0,正交分解:F x 合=0,Fy 合=0⑵物体作匀加速直线运动:F 合=ma,正交分解:F x 合=ma x ,Fy 合=ma y若沿运动方向建立x 轴则:F x 合=ma x ,Fy 合=0 7、初速度为零的匀加速直线运动规律:⑴:1T 末、2T 末、3T 末、…… nT 末的瞬时速度之比为: v1∶v2∶v3∶…… :vn =1:2:3…… :n⑵1T 内、2T 内、3T 内…… nT 内位移之比为: X 1:X 2:X 3…… :X n =1:4:9…… :N 2⑶第一个T内、第二个T内、第三个T内……第nT个内位移比为:X1:X2:X3…… :X n=1:3:5…… :(2n-1)⑷前x、2x、3x、……n x位移所用时间比:t1:t2:t3…… :t n=n(5)前x、2x、3x、……n x位移末速度比n (6)第一个x内、第二个x内、第三个x内……第nx个内位移所用时间比:Δt1:Δt2:Δt3…… :Δt n=):2(:1 ……:)13(2-。
力的相互作用和牛顿运动定律首先,我们来讨论力的相互作用。
力的相互作用是指两个物体之间的相互作用力。
根据牛顿第三定律,任何一个物体施加在另一个物体上的力,后者也会以同样大小、方向相反的力作用在前者上。
这意味着力必然是成对出现的,且大小相等、方向相反。
例如,当我们用手推一个箱子时,我们施加的力向右,箱子会感受到一个向左的力,使得箱子向右移动。
其次,我们来介绍牛顿运动定律。
牛顿运动定律是描述物体运动的定律,由英国物理学家牛顿提出。
根据牛顿运动定律,一个物体在受到外力作用时,其运动状态会发生改变。
牛顿的三个运动定律分别是:1.第一定律(也称为惯性定律):一个物体如果没有外力作用,就会保持静止或匀速直线运动。
换句话说,物体将继续沿着原来的路径运动,直到有一个力将其停止或改变其运动状态。
这解释了为什么我们需要踩刹车才能停下汽车。
2. 第二定律:物体的运动由施加在其上的力来确定。
牛顿第二定律的数学表达式是F=ma(力等于质量乘以加速度),其中F代表力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
这意味着当一个物体受到一个力时,它的加速度与施加力成正比,质量成反比。
这就是为什么一个较重的物体需要施加更大的力才能获得相同的加速度。
3.第三定律:任何一个作用在物体上的力,其大小和方向都与物体在它上面施加的力相等和相反。
这也就是我们之前提到的力的相互作用。
现在,让我们通过一个例子来阐述力的相互作用和牛顿运动定律。
假设我们有一个滑雪运动员站在一片平坦的雪地上,他带着一副滑雪板。
当他向前蹬脚施加一个向后的力时,根据牛顿第三定律,他的脚会感受到向前的一个反作用力。
根据牛顿第二定律,这个反作用力将推动运动员向前加速。
在这个运动过程中,如果没有其他外力的干扰,根据牛顿第一定律,运动员将保持匀速直线运动,直到他用脚刹住或其他力扰动。
在实际应用中,力的相互作用和牛顿运动定律广泛应用于各个领域,如机械工程、航空航天、运动等。
这些定律建立了物体运动的基本规律,帮助工程师设计出安全、高效的机械设备,也帮助我们理解和预测自然界中的运动现象。
(完整版)高一物理必修一力学知识点总结高一物理必修一力学知识点总结本文档为高一物理必修一力学知识点的总结,旨在帮助学生复和巩固相关的概念和公式。
以下是本文档的主要内容:一、力的概念和分类1. 力的定义:力是物体相互作用时产生的作用。
2. 力的分类:接触力、重力、弹力、摩擦力等。
二、牛顿运动定律1. 第一定律:惯性定律,物体在无外力作用下保持匀速直线运动或静止。
2. 第二定律:力的大小与物体的加速度成正比,与物体的质量成反比,可以表示为 F=ma。
3. 第三定律:作用力与反作用力大小相等,方向相反,且作用在不同的物体上。
三、力的合成与分解1. 力的合成:将多个力按照法则进行合成,求得合力的大小和方向。
2. 力的分解:将一个力分解成两个或多个分力,满足力的平衡条件。
四、摩擦力与弹力1. 摩擦力:是接触面上物体相互摩擦时产生的力,可分为静摩擦力和动摩擦力。
2. 弹力:当物体发生弹性形变后恢复原状时,所产生的力。
五、重力与重力势能1. 重力:是地球或其他物体对物体吸引的力。
2. 重力势能:物体具有的由于位置高度而具有的势能。
六、匀速直线运动1. 速度和位移:速度表示物体运动快慢和方向,位移表示物体从一个位置到另一个位置的位置变化。
2. 加速度与匀速直线运动:加速度为零时,物体做匀速直线运动。
七、变速直线运动1. 加速度与变速直线运动:加速度不为零时,物体做变速直线运动。
2. 速度-时间图和位移-时间图:通过速度和位移随时间的关系图来描述物体的运动情况。
以上是高一物理必修一力学知识点的简要总结,希望对学生们的研究有所帮助。
牛顿力学三大定律分别是什么哪个难
有很多的同学是非常想知道,牛顿力学三大定律分别是什幺,哪个难,
希望会对大家有所帮助!
1 牛顿力学三大定律各是什幺1、牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀
速直线运动的状态,直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。
2、牛顿第二定律:物体在受到合外力的作用会产生加速度,加速度的方向
和合外力的方向相同,加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量
成反比。
3、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,
大小相等,方向相反。
牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动
定律三条定律,由艾萨克·牛顿在1687 年于《自然哲学的数学原理》一书中
总结提出。
其中,第一定律说明了力的含义:力是改变物体运动状态的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物体获得加速度;第三定律揭示出力的
本质:力是物体间的相互作用。
牛顿运动定律中的各定律互相独立,且内在逻辑符合自洽一致性。
其适用
范围是经典力学范围,适用条件是质点、惯性参考系以及宏观、低速运动问题。
牛顿运动定律阐释了牛顿力学的完整体系,阐述了经典力学中基本的运
动规律,在各领域上应用广泛。
1 牛顿力学的所有公式牛顿第二定律:F=ma
牛顿第三定律:F=-F
匀速圆周运动公式:。
物理的基本原理物理学是自然科学的一个重要分支,研究物质的本质、性质以及它们之间的相互作用规律。
物理学的研究基于一系列的基本原理和定律,这些原理构成了我们对自然世界的理解和描述的基础。
本文将介绍几个物理学中的基本原理,并探讨其在科学研究和日常生活中的应用。
1.牛顿运动定律牛顿运动定律是经典力学的基础,描述了物体的运动和与力的相互作用关系。
根据牛顿第一定律,一个物体在没有外力作用下将保持匀速直线运动或静止状态。
牛顿第二定律则描述了力和加速度之间的关系,即力等于物体的质量乘以加速度,F = ma。
牛顿第三定律说明了作用力和反作用力的相互性质,即相互作用的两个物体之间的力大小相等、方向相反。
牛顿运动定律在日常生活中有广泛的应用。
例如,我们可以利用牛顿的第一定律来解释为什么我们在车突然启动或停下时会感受到推力或拉力。
同时,牛顿的第二定律也帮助我们理解了运动的原理,从而应用于交通工具设计、建筑结构等方面。
2.万有引力定律万有引力定律是牛顿在17世纪提出的,描述了物体之间引力相互作用的规律。
根据这个定律,任何两个物体之间都存在引力,其大小与两物体质量成正比,与两物体之间的距离平方成反比。
万有引力定律的应用非常广泛,从天体运动到物体落地都有体现。
例如,行星绕太阳的轨道、卫星绕地球的运行等都遵循万有引力定律。
此外,地球上的物体落地、摆钟的周期等现象也可以通过万有引力定律来解释。
3.能量守恒定律能量守恒定律是能量守恒原理的重要表达形式,它描述了封闭系统中能量的转化和守恒。
根据这个定律,能量不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律在许多物理现象中发挥着重要作用。
例如,机械能守恒定律可以解释自由落体运动中势能和动能的转化;热力学能量守恒定律可以解释热能的转移和转化;核能守恒定律可以解释核反应中质量和能量的关系。
4.电磁感应定律电磁感应定律是关于电磁感应现象的定律,描述了磁场变化时导线中感应出的电动势。
工程力学的基本原理和应用工程力学是研究物体受力状况及其运动规律的科学,它是现代工程科学的基础。
本文将介绍工程力学的基本原理,以及它在实际工程中的应用。
一、力学的基本原理力学是物理学的一个分支,它研究物体受力的变化情况以及物体的运动规律。
在工程力学中,有三个基本原理,分别是牛顿运动定律、力的叠加原理和作用与反作用原理。
1.1 牛顿运动定律牛顿运动定律包括三个定律。
第一定律,也称为惯性定律,指出物体如果没有受到外力作用,将保持静止或匀速直线运动。
第二定律,描述物体的加速度与所受外力之间的关系。
第三定律,指出任何两个物体之间的力大小相等、方向相反。
1.2 力的叠加原理力的叠加原理是指当多个力同时作用在一个物体上时,它们的合力等于这些力的矢量和。
合力的大小和方向由各个力的大小和方向决定。
1.3 作用与反作用原理作用与反作用原理又称为牛顿第三定律,它指出两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
换句话说,每一个力都伴随着一对相等而反向的力。
二、工程力学的应用工程力学的应用非常广泛,几乎涵盖了所有工程领域。
下面列举了几个常见的工程力学应用案例。
2.1 结构力学结构力学是工程力学的重要分支,它研究力学原理在结构设计中的应用。
通过对结构的内力、应变、变形等参数进行分析,能够确保结构在使用条件下的安全可靠。
2.2 土木工程在土木工程中,工程力学的应用非常重要。
例如,在桥梁设计中,工程力学可以用来计算桥梁受力情况,确保桥梁的稳定性。
在地基工程中,工程力学可以用来分析地基的承载能力,指导建筑物的设计。
2.3 机械工程机械工程涉及到各种机械设备和机械系统的设计与制造。
在机械工程中,工程力学可以用来分析机械零件和机械系统的受力特性,以确保其正常运行。
2.4 航空航天工程航空航天工程是一个非常复杂的领域,而工程力学在其中起着至关重要的作用。
它可以用来研究航空航天器的受力情况,优化设计方案,并确保飞行安全。
2.5 电子工程在电子工程中,工程力学可以应用于电子元件和电子设备的结构设计。
牛顿三定律及其应用牛顿三定律,即牛顿运动定律,是描述质点运动规律的重要定律。
它由英国科学家艾萨克·牛顿于17世纪提出,被誉为经典力学的基石。
牛顿三定律分别是:第一定律(惯性定律),第二定律(力的作用定律)和第三定律(作用力与反作用力定律)。
下面将逐一介绍这三个定律及其应用。
第一定律,即惯性定律。
它表明一个物体如果不受外力作用,将保持静止状态或匀速直线运动状态。
换句话说,物体会保持其运动状态,除非有外力改变其状态。
这一定律在很多实际应用中起着重要作用。
例如,在汽车行驶过程中,当驾驶员突然松开油门踏板时,汽车将逐渐减速停下来。
这是因为没有外力推动汽车,摩擦力逐渐使车辆减速并停下来,遵循了惯性定律。
第二定律,即力的作用定律。
它描述了物体受到的力与其加速度之间的关系。
牛顿第二定律的数学表达式为F=ma,其中F代表作用力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
按照这个定律,如果对一个物体施加更大的力,物体将产生更大的加速度;而对质量较大的物体施加相同的力,则会产生较小的加速度。
这一定律在日常生活中有着广泛的应用。
例如,我们踢足球时,用足部给足球一个冲击力,足球就会受到这个力的作用而加速运动。
第三定律,即作用力与反作用力定律。
这个定律指出,所有的力都是成对存在的,且大小相等、方向相反。
简单来说,对于任何作用在物体上的力,物体会给予相等大小、方向相反的力。
这一定律在许多实际情况中都能得到验证。
例如,我们在游泳时,踢水会给水一个向后的冲力,水也会给我们一个向前的反作用力,推动我们前进。
这个定律也解释了为什么射击时枪会后坐力,因为子弹离开枪口时会给枪一个向后的冲力。
牛顿三定律不仅可以用于解释和预测物体的力学运动,还可以应用于其他领域。
在航天工程中,科学家们利用牛顿三定律研究火箭发射和飞船进出轨道的问题。
在建筑工程中,设计师们利用这些定律来计算建筑物的承重能力。
甚至在体育运动中,运动员们也会运用这些定律来提高训练效果。
物理学运动相互作用
物理学中,运动相互作用是指两个或多个物体之间的相互作用,导致它们的运动状态发生改变的过程。
这种相互作用可以通过牛顿
的三大运动定律来描述。
第一定律指出,如果一个物体没有受到外
力的作用,它将保持静止或匀速直线运动的状态。
第二定律则描述
了物体所受的力与其加速度之间的关系,即力等于物体的质量乘以
加速度,这表明物体的运动状态会随着外力的作用而改变。
第三定
律规定了相互作用力的作用与反作用,即对于任何两个物体,彼此
之间的作用力大小相等、方向相反。
在运动相互作用中,重要的概念包括力、动量、能量和角动量等。
力是导致物体运动状态改变的原因,它可以是接触力、重力、
弹力等。
动量是物体运动的量度,它等于物体的质量乘以速度,而
运动相互作用可以导致动量的转移或改变。
能量是物体的运动状态
的度量,它可以由相互作用力做功而改变。
角动量则描述了物体的
旋转运动状态,它也会在相互作用中发生改变。
运动相互作用在日常生活中随处可见。
例如,当我们行走时,
我们施加力以推动地面,地面也会对我们施加反作用力,从而使我
们产生加速度。
又如,乒乓球和球拍之间的相互作用会导致球的运
动状态发生改变。
在天体运动中,行星之间的引力相互作用导致它们围绕太阳运动。
总之,运动相互作用是物理学中一个重要的概念,它描述了物体之间相互作用导致运动状态改变的过程,涉及了力、动量、能量和角动量等物理量。
通过深入理解运动相互作用,我们可以更好地理解物体的运动行为和相互作用规律。
牛顿三大定律是什么具体内容是什么
牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律。
下面是简要介绍,供大家查阅了解。
牛顿三大定律是什么具体内容是什么
1牛顿三大定律介绍
牛顿运动定律中的各定律互相独立,且内在逻辑符合自洽一致性。
其适用范围是经典力学范围,适用条件是质点、惯性参考系以及宏观、低速运动问题。
第一定律说明了力的含义:力是改变物体运动状态的原因;
第二定律指出了力的作用效果:力使物体获得加速度;
第三定律揭示出力的本质:力是物体间的相互作用。
牛顿运动定律阐释了牛顿力学的完整体系,阐述了经典力学中基本的运动规律,在各领域上应用广泛。
2三大定律内容是什么
1、牛顿第一运动定律:
孤立质点保持静止或做匀速直线运动;任何一个物体在不受外力或受平衡力的作用时,总是保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。
惯性大小只与质量有关,与速度和接触面的粗糙程度无关。
质量越大,克服惯性做功越大;质量越小,克服惯性做功越小。
2、牛顿第二运动定律:
物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
3、牛顿第三运动定律:
相互作用的两个质点之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
牛顿三大运动定律牛顿力学三大定律分别是:惯性定律、加速度定律和作用力与反作用力定律。
介绍如下:1、惯性定律任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态,直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。
说明:物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势,因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的,没有外力,它的运动状态是不会改变的。
物体的这种性质称为惯性。
所以牛顿第一定律也称为惯性定律。
第一定律也阐明了力的概念。
明确了力是物体间的相互作用,指出了是力改变了物体的运动状态。
因为加速度是描写物体运动状态的变化,所以力是和加速度相联系的,不是和速度相联系的。
在日常生活中不注意这点,往往容易产生错觉。
注意:牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立,实际上它只在惯性参照系里才成立。
因此常常把牛顿第一定律是否成立,作为一个参照系是否惯性参照系的判据。
2、加速度定律物体在受到合外力的作用会产生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。
加速度定律定量描述了力作用的效果,定量地量度了物体的惯性大小。
它是矢量式,并且是瞬时关系。
要强调的是:物体受到的合外力,会产生加速度,可能使物体的运动状态或速度发生改变,但是这种改变是和物体本身的运动状态有关的。
真空中,由于没有空气阻力,各种物体因为只受到重力,则无论它们的.质量如何,都具有的相同的加速度。
因此在做自由落体时,在相同的时间间隔中,它们的速度改变是相同的。
3、作用力与反作用定律两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反。
说明:要改变一个物体的运动状态,必须有其它物体和它相互作用。
物体之间的相互作用是通过力体现的。
并且指出力的作用是相互的,有作用必有反作用力。
它们是作用在同一条直线上,大小相等,方向相反。
另需要注意:作用力和反作用力是没有主次、先后之分。
同时产生、同时消失。
这一对力是作用在不同物体上,不可能抵消。
牛顿运动定律和力的概念牛顿运动定律是描述物体运动规律的基本定律,而力是导致物体运动状态变化的原因。
这两个概念在物理学中扮演着重要的角色。
本文将详细介绍牛顿运动定律和力的概念,帮助读者更好地了解物体的运动规律和力的作用。
一、牛顿运动定律牛顿运动定律是由英国物理学家牛顿提出的,它包括三个基本定律:第一定律、第二定律和第三定律。
1. 第一定律:惯性定律第一定律也被称为惯性定律,它表明物体在没有受到外力作用时,会保持原来的状态,即静止的物体将继续保持静止,匀速直线运动的物体将继续匀速直线运动。
这一定律描述了物体的惯性特性。
2. 第二定律:动量定律第二定律也被称为动量定律,它说明物体运动状态的变化与物体所受到的外力成正比,且与物体的质量成反比。
具体数学表达式为F=ma,其中F是物体所受到的力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
第二定律揭示了力对物体运动产生的影响,是描述物体运动状态变化的关键定律。
3. 第三定律:作用-反作用定律第三定律也被称为作用-反作用定律,它指出任何两个物体之间的相互作用力都是相等且方向相反的。
简言之,对于相互作用的两个物体,其中一个物体对另一个物体施加一个力,而另一个物体将以相等大小的力对第一个物体做出反作用。
第三定律揭示了物体间力的相互关系,解释了为何物体间会发生运动和相互作用。
二、力的概念力是导致物体运动状态变化的原因,是物体之间相互作用的表现形式。
力包括接触力和非接触力两种类型。
1. 接触力接触力是指物体之间通过直接接触传递的力。
典型的接触力包括摩擦力、弹力和支持力等。
摩擦力是由物体接触面之间的相互作用而产生的力,它阻碍物体在表面上滑动或滚动;弹力是物体受到压缩或伸展时产生的力,它使物体恢复原来的形状;支持力是支持物体的力,它是地面反作用于物体的力。
2. 非接触力非接触力是指物体之间通过距离作用而传递的力。
典型的非接触力包括万有引力和电磁力等。
万有引力是质量间引起的相互吸引力,是牛顿万有引力定律的基础;电磁力涉及带电粒子之间的相互作用,包括静电力和磁力等。
一、知识导图二、重点知识梳理1.三种常见的力1)重力由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
重力只是地球对物体吸引力的一个分力。
一个物体的重力与它的质量成正比,重力与质量的关系是mg=G 。
在地球的不同地点由于 g 不同,同一个物体的重力不同。
重力的作用点是重心。
重力的方向竖直向下。
分析物体受力首先要分析重力。
要理解重力的方向竖直向下并不等同于指向地心,重力的大小并不等同于地球与物体间的万有引力。
(2)弹力发生弹性形变的物体由于恢复原状,对与它接触的物体产生的力的作用叫弹力。
胡克定律:弹簧发生形变时弹力的大小与弹簧的伸长(或压缩)的长度成正比。
关系式是:F=kX。
(3)摩擦力两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,在它们接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力称为摩擦力。
在中学阶段我们学习了两种摩擦力:静摩擦力和滑动摩擦力。
静摩擦力:两个相互接触的物体间存在相对运动趋势时在它们接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力。
静摩擦力的大小是一个可以变化的值。
滑动摩擦力:两个相互接触的物体间存在相对滑动时在它们接触面上产生的阻碍相对运动的力。
滑动摩擦力大小与两物体接触面的粗糙程度有关,与它们间的压力大小成正比。
F=N2.牛顿运动定律(1)牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
牛顿第一定律阐述了物体不受力或所受合外力为零时的运动状态,明确了力的作用效果,即力是物体运动状态改变的原因。
物体有保持原有运动状态的属性,一切物体都有惯性,惯性大小由这个物体的质量唯一决定。
在近年的高考中,直接考查这个定律的内容不多,但是对这个规律的正确使用却贯穿于力学以及综合分析的大部分问题中。
牛顿第二定律:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力叫是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
3.共点力的平衡共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。
平衡条件要从两个方向理解,当一个物体受到几个力共同使用时,这几个力的合力为零,物体一定处于静止或匀速直线运动状态;一个物体如果处于静止状态或匀速直线运动状态,物体受的合力一定为零。
4.等效思想与方法——力的合成与分解——正交分解法平行四边形定则是矢量合成与分解的基本法则,熟练掌握平行四边形定则的矢量运算是十分重要的基本技能。
对它的运用完全包含在力学问题的解答过程中,它的重要性是不容置疑的。
在矢量的合成与分解中常用到正交分解法。
即在两个坐标轴上分析力,由此建立力的平衡方程或者牛顿运动定律方程。
5.实验(1)实验一:验证力的平行四边形定则这是一个验证性实验,即已经知道这个规律,通过实验进一步认识它的客观性。
验证实验的共性是方法相同,即对比求证。
首先通过两个弹簧共同对一根橡皮筋施加拉力,读出两个拉力的大小,确定两个拉力的方向,根据平行四边形定则确定这两个拉力合力的理论值。
再用一根弹簧对这根橡皮筋施加拉力,当与用两根时取得相同效果时,确定其大小与方向。
然后将这两个结果比较。
得出结论。
(2)实验二:验证牛顿运动定律这个实验最突出的特点是控制变量方法的应用。
在控制质量的情况下,求证加速度与拉力的正比关系;在控制拉力的情况下,求证加速度与质量的反比关系。
这个实验的第二个特点是间接对比。
质量相同,验证加速度与拉力的正比关系时,并不是直接用加速度确定这个关系,而是根据初速度为零的匀加速直线运动位移规律s=at2/2,由位移与拉力成正比,确定加速度与拉力成正比;同样,拉力相同时,由位移与质量成反比,确定加速度与质量成反比。
五、知识应用例析1.受力分析正确熟练分析物体受力情况,是研究力学问题的关键,也是必须掌握好的基本功,认真做好物体的受力分析是正确分析解决物理问题的第一步。
对物体进行受力分析,主要依据力的概念,从物体所处的环境和物体的运动状态着手,分析它与所处环境的其它物体的相互联系。
方法是:(1)确定所要研究的对象,找出周围对它产生作用的物体。
(2)按先后顺序分析:先重力,再接触力(弹力和摩擦力),最后电、磁场力。
(3)画完受力图后检查:依据是每个力能否找到它的施力物体,若没有施力物体,此力一定不存在;能否使对象处于题目所给定的运动状态(平衡或加速),否则必然发生了多力或遗漏力的现象。
(4)如果有个别力的方向难以确定,可用假设法分析。
示例 1:(07 海南)如图,P 是位于水平的粗糙桌面上的物块。
用跨过定滑轮的轻绳将P 与小盘相连,小盘内有砝码,小盘与砝码的总质量为 m。
在P 运动的过程中,若不计空气阻力,则关于 P 在水平方向受到的作用力与相应的施力物体,下列说法正确的是( B )A.拉力和摩擦力,施力物体是地球和桌面B.拉力和摩擦力,施力物体是绳和桌面C.重力 mg 和摩擦力,施力物体是地球和桌面D.重力 mg 和摩擦力,施力物体是绳和桌面示例 2:(07 山东)如图,物体 A 靠在竖直墙面上,在力 F 作用下,A、B 保持静止。
物体 B 的受力个数为( C )A.2 B.3 C.4 D.52.对弹力的认识弹力是由于物体形变而出现的力。
弹力的大小往往通过平衡分析加以确定;面、面接触的两个物体弹力的方向总是垂直两个相互接触的表面,点、面接触的两个物体弹力的方向总是垂直与点接触的表面。
弹力可以做功,也可能不做功。
(1)绳子的拉力轻绳是中学物理学习中的一个基本模型。
分析由绳子连接的物体的运动问题时,不考虑绳子的质量,不考虑绳子的形变,只有绳子张紧与松驰两种状态;轻绳只能对物体有拉力的作用,这个拉力的方向是唯一确定的,只是沿着绳子指向绳子收缩的一方;绳子的拉力是可以突变的。
示例:(08 江苏)如图所示,两光滑斜面的倾角分别为 30º和 45º,质量分别为 2m 和 m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦),分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置,再由静止释放。
则在上述两种情形中正确的有( BD )A.质量为 2m 的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用B.质量为 m 的滑块均沿斜面向上运动C.绳对质量为 m 滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力D.系统在运动中机械能均守恒(2)弹簧的弹力轻质弹簧是中学物理学习中的另一个基本模型。
分析由弹簧连接物体的运动问题时,不考虑弹簧的质量,弹簧有伸长和压缩两种状态。
弹簧的弹力可以通过F=kX这一规律计算;弹簧伸长时弹力的方向沿弹簧指向收缩方,压缩时沿弹簧指向恢复方。
弹簧的弹力是不可能发生突变的。
弹簧的弹力是变力,在受力分析时,必须考虑弹簧形变时弹力的变化;弹簧弹力做功是变力做功,不用使用恒力功的公式直接计算,通常要用物体动能的改变量得出。
示例 1:如图所示,轻弹簧 A、B 的劲度系数分别为 k1、k2,它们都外在竖直状态,滑轮重量不计,当悬挂的物体重量为 G 时,滑轮下降的距离是( D )示例 2:如图所示为一轻质弹簧的长度 l 和弹力 F 的关系图象,由图象可知( C )A.弹簧的原长是 20cmB.弹簧的劲度系数是 100N/mC.弹簧的劲度系数是 200N/mD.弹簧受 20N 拉力时长 18cm3.摩擦力(1)静摩擦力μ之间变化,数值不确定。
很多情静摩擦力的大小可以由 0 到最大值f=N况下,需要利用物体的状态来确定静摩擦力的大小和方向。
静摩擦力是可以发生突变的力,大小、方向都可能突变;静摩擦力可以不做功,但也可以做功,既可以做正功也可以做负功。
示例 1:(04 上海)物体 B 放在物体 A 上,A、B 的上下表面均与斜面平行(如图),当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面 C 向上做匀减速运动时( C )A.A 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向上B.A 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向下C.A、B 之间的摩擦力为零D.A、B 之间是否存在摩擦力取决于 A、B 表面的性质示例 2:(92 全国)如图,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态.其中 F1=10N、F2=2N。
若撤去力 F1,则木块在水平方向受到的合力为( D )A.10N,方向向左B.6N,方向向右C.2N,方向向左D.零(2)滑动摩擦力滑动摩擦力比较好分析,只要相互接触的物体间存在相对运动,就会有滑μ,只要接触面不变,这个力的大小是确定的。
动摩擦力出现,大小由f=N示例 1:(04 辽宁)三个完全相同的物块 1、2、3 放在水平桌上,它们与桌面间的动摩擦因数都相同。
现用大小相同的外力 F 沿图示方向分别作用在 1 和 2 上,用F/2的外力沿水平方向作用在 3 上,使三者都做加速运动,令 a1、a2、a3分别代表物块 1、2、3的加速度,则( C )A.a1=a2=a3 B.a1= a2,a2>a3C.a1>a2,a2<a3 D.a1>a2,a2>a3示例 2:(08 全国Ⅱ)如图,一固定斜面上两个质量相同的小物块 A 和 B 紧挨着匀速下滑,A 与 B 的接触面光滑。
己知 A 与斜面之间的动摩擦因数是 B与斜面之间动摩擦因数的 2 倍,斜面倾角为α。
B 与斜面之间的动摩擦因数是( A )4.共点力的平衡共点力作用下的物体平衡,是指物体相对地面静止或匀速直线运动,此时物体所受的合外力为零,加速度为零。
理论依据是牛顿第一定律。
明确研究对象,认清此对象平衡状态的特征,对研究对象进行完整的受力分析,是解决问题的关键。
要有良好的分析习惯:(1)要有顺序,这样可以减少分析时的遗漏。
一般是重力,弹力,摩擦力,电磁场力;(2)认清每一个力的来源,可以避免多分析实际没有的力;(3)画好物体受力的示意图;(4)建立坐标,一般采用力的正交分解法;(5)根据牛顿第一定律列出平衡方程。
在高考中对共点力的平衡的考查时有出现。
示例 1:(08 天津)在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A, A与竖直墙之间放一光滑圆球 B,整个装置处于静止状态。
现对 B 加一竖直向下的力 F,F 的作用线通过球心,设墙对 B 的作用力为 F1,B 对 A 的作用力为 F2,地面对 A 的作用力为 F3。
若 F 缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中( C )A.F1保持不变,F3缓慢增大B.F1缓慢增大,F3保持不变C.F2缓慢增大,F3缓慢增大D.F2缓慢增大,F3保持不变示例 2:(08 宁夏)一足够长的斜面,最高点为 O 点,有一长为 l=1.00 m 的木条 AB,A端在斜面上,B 端伸出斜面外。
斜面与木条间的摩擦力足够大,以致木条不会在斜面上滑动。
在木条 A 端固定一个质量为 M=2.00 kg 的重物(可视为质点),B端悬挂一个质量为 m=0.50 kg 的重物。